二硼化鈦(鈦 diboride),化學式為TiB2,是一種具有分子量為69.50的灰色六角形晶體。其比重為4.50,熔點高達2900°C,且硬度超過所有金屬硼化物。在溶解性方面,二硼化鈦不溶于水和鹽酸,但能夠迅速溶于硝酸和過氧化氫的混合物或熱硫酸中,同時也能夠熔于氫氧化鈉(鉀)、碳酸鈉(鉀)或硫酸氫鉀。在化學性質上,二硼化鈦表現出高度的穩定性,并具備抗化學侵蝕的能力。然而,當在加熱條件下遇到堿性氧化劑,如過氧化鈉(Na2O2)時,它會發生分解。二硼化鈦的制備方法主要是利用電弧熔煉法,在惰性氣氛中將鈦和三氧化二硼或碳化硼進行熔煉而制得。由于其獨特的物理和化學性質,二硼化鈦被廣泛應用于多個領域。它可用作耐火材料、高溫電導體和金屬陶瓷等。此外,與鐵族元素制成的合金,二硼化鈦還可用作高溫切削刀具等,展現出其在實際應用中的廣泛價值。
成分結構
硼化鈦(TiB2)是硼和鈦最穩定的化合物,為C32型結構,以其價鍵形式結合,屬六方晶系的準金屬化合物。其完整晶體的結構參數為:a為0.3028nm,C為0.3228nm。晶體結構中的硼原子面和鈦原子面交替出現構成二維網狀結構,其中的B與另外3個B以共價鍵相結合,多余的一個電子形成大π鍵。這種類似于石墨的硼原子層狀結構和Ti外層電子決定了TiB2具有良好的導電性和金屬光澤,而硼原子面和鈦原子面之間Ti-B鍵決定了這種材料的高硬度和脆性的特點。
應用領域
2 陶瓷切削刀具及模具。可制造精加工刀具、拉絲模、擠壓模、噴砂嘴、密封元件等。
3 復合陶瓷材料。可作為多元復合材料的重要組元,與 TiC , 錫 , 碳化硅 等材料組成復合材料,制作各種耐高溫部件及功能部件,如高溫坩堝、引擎部件等。也是制作裝甲防護材料的最好材料之一。
4 鋁電解槽陰極涂層材料。由于 TiB2與金屬鋁液良好的潤濕性,用TiB2作為鋁電解槽陰極涂層材料,可以使鋁電解槽的耗電量降低,電解槽壽命延長。
5 制作成 PTC 發熱陶瓷材料和柔性PTC 材料,具有安全、省電、可靠、易加工成型等特點,是各類電熱材料的一種更新換代的高科技產品。
6 是 A1 、 Fe 、 Cu 等金屬材料很好的強化劑。
材料性能
熱膨脹系數 8.1×10-6m/m.k
導熱系數 25J/m.s.k
電 阻 率 14.4μΩ.cm
抗氧化溫度(空氣中) 1000℃
HCl和HF酸中 穩定
參考資料 >